KR100682686B1 - 오물 소각장치용 계단형 화격자 - Google Patents

Abstract

오물 소각장치용 계단형 화격자는 평행 화격자 빔(2)상에서 오물의 전진방향으로 연속해서 서로 근접하여 줄을 이뤄 놓여있는 화격자 블록(1)으로 구성된다. 중간줄의 화격자 블록(1)은 고정되어 있고, 모든 두번째 줄의 화격자 블록(1)은 왕복운동을 수행하도록 채택된다. 각각의 화격자 블록(1)은:

두 개의 주조 스트링어(3,4)가 두 개 (반 블록) 또는 네 개의 가로 봉강(transverse steel rod)(5)에 의해 서로 연결되어 있으며, 각각의 화격자 블록(1)에는 상기 가로 봉강(5)상에 놓인 수직으로 헐겁게 매달려있는 주조 화격자 바(6)가 채워진다. 상기 화격자 바(6)는 연소를 촉진시키며, 화격자 바(6)를 냉각시키기 위한 1차 공기를 수용하기 위해 홈을 형성하는 인접측부를 따라 형성된 압입부를 갖는다. 22-30%의 크롬, 2-10%의 니켈, 0.5-1.5%의 마그네슘, 0.2-0.8%의 탄소 및 나머지는 철(57.7-74.3%)로 구성된 강철합금으로 화격자 바(6)와 화격자 블록 스트링어(3,4)를 주조함으로써, 긴 수명을 가지며, 세정과 유지보존시간이 더 길게 연장되고, 화격자상에서 고열량 오물이 연소되도록 할 수 있는 화격자가 얻어진다.

화격자, 화격자 빔, 화격자 블록 스트링어, 화격자 바, 화격자 블록

Description

오물 소각장치용 계단형 화격자{Stepped grate for a waste incineration plant}

도 1 은 소각장치의 세 개의 연속되는 계단형 화격자의 종단면도.

도 2 는 화격자 블록의 사시도.

도 3 은 화격자 바의 측면도.

도 4 는 화격자 바의 상면도.

도 5 는 가장 낮은 화격자 블록에 사용되는 화격자 바의 배면도.

(전면도는 화격자의 입구끝단을 표시하기 위해 사용되고, 배면도는 화격자의 출구끝단을 표시하기 위해 사용된다.)

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 화격자 블록(grate block) (2) : 화격자 빔(grate beam)

(3), (4) : 화격자 블록 스트링어(grate block stringer)

(5) : 가로봉강(transverse steel rods) (6) : 화격자 바(grate bar)

본 발명은 청구항 1의 전제부에 설명된 종류의 오물 소각장치용 계단형 화격자에 관한 것이다.

영국 특허 제 2120 764 호에는 주철로 구성된 화격자 바와 화격자 블록 스트링어를 갖는 계단형 화격자가 개시되어 있다. 이러한 화격자의 장점 중 하나는 모든 화격자 거더와 화격자 바들이 화격자 아래로 가라않지 않고 화격자 위의 소각로내에서 수직으로 들어올려질 수 있으므로, 간단히 유지보존될 수 있으며, 간단한 수작업에 의해 화격자를 세정하고 정비할 수 있다는 것이다. 또한, 화격자는 50-100 Pa의 범위에서 화격자상에서 저고유압 강하(low intrinsic pressure drop)를 유지하도록 설계된다. 종래의 이러한 형태의 화격자는 일년에 2-3번 정비와 세정을 행하며, 주철 화격자 바의 일반적인 수명은 약 3-4년이다. 이 모두는 소각되는 오물의 열량에 크게 좌우된다. 전형적으로, 21㎜ 너비의 화격자 바가 화격자 블록내에 넣어지고, 6 및 9㎜ 너비의 심(shim)으로 개구공간을 채움으로써 가능공차가 보상되었다. 이동가능한 화격자 빔이 왕복운동하는 동안, 이러한 심들은 화격자 블록 밖으로 위로 올려지는 경향을 나타냈다. 이로써, 화격자 바가 기울어지고 소각하는 동안 오물에 의해 화격자 블록 밖으로 내밀어질 수 있으며, 화격자 블록의 줄 전체에서 모든 화격자 바들이 빠져나가게 되어, 소각 화격자내의 화격자 거더와 상응하는 크기의 원하지 않는 개구들이 생겨날 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 보다 높은 이용성, 즉 연장된 수명과 연장된 세정 및 유지보존시간,을 가지며, 10-15 MJ/㎏의 범위에서 낮은 발열량을 갖는 고열량 오물이 연소되도록 하는, 상기에 언급된 종류의 계단형 화격자 바를 제공하는 것이다. 본 발명에 따라, 상기 목적은 청구항 1항에 설명된 특징들을 갖는 계단형 화격자에 의해 달성될 수 있다. 이러한 방법으로, 화격자 바용으로 수냉각이나 고가의 강철합금 재료를 사용하지 않고, 공랭식 화격자의 단순한 구조와 연합하여 상기에 언급된 장점들을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 화격자는 종래의 주철 형태보다 현저히 더 오랜 시간동안 세정제를 보유하는 장점을 갖는다. 본 발명의 이러한 유리한 실시예들은 하기의 본 발명의 상세한 설명에서 명백하여지며, 종속항에 나타난다.

도 1에 도시된 오물소각장치용 계단형 화격자는 각각이 고정식 및 왕복식 화격자 거더들로 구성된 세 개의 섹션으로 이루어져 있다. 각각의 거더는 화격자 블록(1)이 부착된 화격자 빔(2)으로 구성된다. 중간 거더들은 고정되어 있는 반면, 각각의 두번째 화격자 거더는 왕복운동을 수행하도록 채택되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 화격자 블록은 두 개 또는 네 개의 가로 봉강(5)에 의해 상호 연결되는 두 개의 주조 스트링어(cast stringer)(3,4)로 구성된다. 상기 화격자 블록(1)은 상기 가로 봉강(5)상에 놓여 있는 주조 화격자 바(6)로 채워져 있다. 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 상기 화격자 바는 상기 가로 봉강(5)상의 화격자 바(6)를 지지하기 위한 적당한 베어링 요소들을 갖는다.

화격자 바(6)는 서로 다른 두 너비를 가져서 일정 공차를 갖고 화격자 블록을 완전히 확대시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 서로 다른 너비를 갖는 화격자 바의 너비는 각각 25㎜와 30㎜이며, 5㎜의 공차내에서 상기 두 너비를 결합함으로써 100㎜이상의 치수가 제공될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 계단형 화격자로부터 로(爐)내로 주입되는 연소용 1차 공기는 화격자 바의 측부를 따라 통과하고, 상기 화격자 바의 측부에는 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 압입부가 제공된다. 화격자 바 부근의 압입부는 30-70㎜의 평균거리를 갖고 홈부를 갖도록 배치되며, 이 홈부는 70㎟ 이상, 바람직하게는 100㎟의 크기를 갖는다. 다른 실시예에서, 화격자 바 상부에서의 홈부의 크기는 8 x 12㎟이다. 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 상기 화격자 바의 홈부는 상기 홈부를 통과하여 적어도 12°아래로 기울어져 있는 개구부를 가지며, 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 개구부는 14°의 각도를 형성한다.

도 5에 도시된 화격자 바는 화격자 거더상의 화격자 바들 중 가장 낮은 줄에 배치시키기에 적합한 형태이며, 화격자 바가 화격자 섹션의 배면에지에 대하여 이동할 때 화격자 바의 전면끝단이 들어올려지지 않도록 하기 위해 전면에 후크형 베어링을 갖는다. 이 후크형은 화격자 전이요소의 표면에 가깝게 따라 움직이도록 채택되어, 원하지 않는 기생성 연소공기가 들어오는 것을 막을 수 있다.

본 발명에 따라, 상기 화격자 바(6)와 화격자 블록 스트링어(3,4)는 22-30%의 크롬, 2-10%의 니켈, 0.5-1.5%의 마그네슘, 0.2-0.8%의 탄소 및 나머지는 철(57.7-74.3%)로 이루어진 강철합금으로 주조된다. 상기 크롬, 니켈, 마그네슘, 탄소의 함유량은 제조원가, 용접(특히 화격자 블록 스트링어(3,4)), 오물 소각로내의 연성도, 취성 및 내구성을 고려했을 때 상기 언급된 화격자 블록 스트링어(3,4) 및 화격자 바(6) 각각이 최적화되도록 하기 위한 것이다.

이렇게 주조된 화격자 바(6)와 화격자 블록 스트링어(3,4)는 종래의 주철 화격자 바와 스트링어보다 나은 내열성을 가지며, 또한 보다 부드러운 표면을 제공함으로써, 주철형태에 비해 화격자 시스템의 자동세정특성을 향상시킨다. 이에 의해, 끈적끈적한 재나 용융된 금속 및 슬래그들이 본 발명에 따른 화격자 시스템의 운행을 덜 방해하게 된다.

또한, 화격자 바(6)와 화격자 블록 스트링어(3,4)의 평균 내구성도 주철 형태에 비해 향상되어 평균 수명이 5-8년까지 연장되며, 이러한 내구성은 상기 자동세정특성과 함께 화격자 시스템이 화격자를 세정하고 유지하는 시기가 현저히 연장되도록 해준다.

본 발명에 따른 화격자 블록 스트링어(3,4)와 화격자 바(6)로, 50-100Pa 범위에서 화격자상에서 저고유압 강하(low intrinsic pressure drop)를 유지할 수 있으며, 동시에, 10-15 MJ/㎏의 범위에서 저발열량을 갖는 고열량의 오물이 1차 공기에 의해서만 냉각되는 화격자상에서 연소되도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 화격자는 긴 수명과 낮은 유지비를 필요로 하는 발전용 증기 터빈을 갖거나 갖지 않는 증기 보일러에 열을 공급하기 위해 사용되도록 고안된, 보다 큰 로(爐)와 화격자와 관련하여 사용하기에 적합하며, 일년에 8,000시간이상 사용할 수 있다.

Claims (13)

1. 평행 화격자 빔(2)상에서 오물의 전진방향으로 연속해서 서로 근접하여 줄을 이뤄 놓여있는 화격자 블록(1)으로 구성되며, 중간줄의 화격자 블록(1)이 고정되어 있고, 모든 두번째 줄의 화격자 블록(1)은 왕복운동을 수행하도록 된 오물 소각장치용 계단형 화격자에 있어서,

   두 개의 주조 스트링어(3,4)가 두 개 (반 블록) 또는 네 개의 가로 봉강(transverse steel rod)(5)에 의해 서로 연결되어 있으며, 각각의 화격자 블록(1)에는 상기 가로 봉강(5)상에 놓인 수직으로 헐겁게 매달려있는 주조 화격자 바(6)가 채워지고, 상기 화격자 바(6)는 연소를 촉진시키며, 화격자 바(6)를 냉각시키기 위한 1차 공기를 수용하기 위해 홈을 형성하는 인접측부를 따라 형성된 압입부를 가지며, 상기 주조 화격자 바(6)와 화격자 블록 스트링어(3,4)는 22-30%의 크롬, 2-10%의 니켈, 0.5-1.5%의 마그네슘, 0.2-0.8%의 탄소 및 나머지는 철(57.7-74.3%)로 구성된 강철합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오물 소각장치용 계단형 화격자.
2. 제 1항에 있어서, 상기 화격자 바(6)의 인접측부를 따라 형성된 압입부는 30-70㎜의 평균거리를 갖고 홈부가 위치되고, 이 홈부는 70㎟ 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 화격자.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 화격자 블록(1)은 적어도 두 개의 서로 다른 너비를 갖는 화격자 바(6)들의 적당한 조합으로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 화격자.
4. 제 3항에 있어서, 상기 화격자 블록(1)은 각각 25㎜와 30㎜ 너비의 화격자 바들로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 화격자.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 1차 공기를 수용하는 홈부는 상기 홈부를 통과하여 적어도 12°아래로 기울어진 개구부 기울기(α)를 갖는 것을 특징으로 하는 화격자.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 1차 공기를 수용하는 홈부는 상기 홈부를 통과하여 적어도 12°아래로 기울어진 개구부 기울기(α)를 갖는 것을 특징으로 하는 화격자.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 1차 공기를 수용하는 홈부는 상기 홈부를 통과하여 적어도 12°아래로 기울어진 개구부 기울기(α)를 갖는 것을 특징으로 하는 화격자.
8. 제 1항에 있어서, 상기 화격자 바(6)의 인접측부를 따라 형성된 압입부는 30-70㎜의 평균거리를 갖고 홈부가 위치되고, 이 홈부는 100㎟의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 화격자.
9. 제 1항 또는 8항에 있어서, 상기 화격자 블록(1)은 적어도 두 개의 서로 다른 너비를 갖는 화격자 바(6)들의 적당한 조합으로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 화격자.
10. 제 9항에 있어서, 상기 화격자 블록(1)은 각각 25㎜와 30㎜ 너비의 화격자 바들로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 화격자.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 1차 공기를 수용하는 홈부는 상기 홈부를 통과하여 14°아래로 기울어진 개구부 기울기(α)를 갖는 것을 특징으로 하는 화격자.
12. 제 3항에 있어서,

    상기 1차 공기를 수용하는 홈부는 상기 홈부를 통과하여 14°아래로 기울어진 개구부 기울기(α)를 갖는 것을 특징으로 하는 화격자.
13. 제 4항에 있어서,

    상기 1차 공기를 수용하는 홈부는 상기 홈부를 통과하여 14°아래로 기울어진 개구부 기울기(α)를 갖는 것을 특징으로 하는 화격자.

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